DE3529389A1 - Heiz- und belueftungseinrichtung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heiz- und Belüftungseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem Gebläse, einem über einen Wärmetauscher führenden Warmluftkanal, einen den Wärmetauscher umgehenden Kalt­ luftkanal, der mit dem Warmluftkanal hinter dem Wärmetauscher zusam­ menmündet, und einem Raum unmittelbar hinter dem Wärmetauscher und einem außerhalb desselben befindlichen Raum, von dem aus Leitungen zu den Defroster-Düsen zum Fußraum und ggf. zu Belüftungdüsen führen.

Eine solche Anordnung ist z. B. durch die DE OS 33 38 768 bekanntge­ worden. Es ist dabei gleichgültig, ob die Luft aus den Belüftungsdü­ sen für den Fahrgastraum temperaturgeregelt werden kann oder nicht. Bei Heiz- und Belüftungseinrichtungen dieser oder auch anderer Art ist man bestrebt, eine Temperaturschichtung derart zu erhalten, daß der Kopfraum eine niedrigere Temperatur aufweist als der Fußraum. Hierzu ist ein sehr hoher Entwicklungsaufwand erforderlich, da bei gewissen Betriebszuständen der Heizung der Fall eintreten kann, daß die Temperaturregelkurven für den Fußraum und den Kopfraum zu weit auseinanderliegen, d. h. daß der Kopfraum zu kühl, insbesondere für die Scheibenentfrostung und der Fußraum zu warm ist. Der erforderli­ che Zeitaufwand zur empirischen Ermittlung der Maßnahmen zum Mischen der warmen und kalten Luft durch Festlegung von Strömungsquerschnit­ ten und Gehäuseformänderungen sowie der Vorsehung von Luftleitstegen läßt sich nicht exakt vorausbestimmen, wodurch die Zeit- und Kosten­ planung sehr erschwert wird. Die Hauptursachen für den hohen Zeit­ aufwand zur Entwicklung der richtigen Temepraturverteilung sind dar­ in zu sehen, daß die Mischkammer aus Platzgründen zu klein ist oder gänzlich fehlt, und daß die für die Belüftung notwendigen hohen Luftdurchsätze einen sehr großen Kaltluft-Bypass erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heiz- und Belüftungs­ einrichtung der eingangs gekennzeichneten Art zu schaffen, bei der diese Nachteile vermieden werden, d. h. bei der es in einfacher Wei­ se möglich ist, in kurzer Zeit die gewünschte Temperaturverteilung und die gewünschten Temperaturregelkurven zu erhalten.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Kaltluftkanal auf der Seite des Wärmetauschers in den Raum hinter diesen einmündet, die der Luftströmung hinter dem Wärmetauscher entgegengerichtet ist. Auf diese Weise wird die Grundbedingung erfüllt, zunächst eine gute Vermischung von Warm- und Kaltluft zu erreichen. Es ist dann leichter, durch zusätzliche Mittel eine gewisse Temperaturschichtung zu errei­ chen, ohne daß aber dabei eine zu große Temperaturdifferenz auftritt. Notfalls kann diese Temperaturschichtung dadurch erreicht werden, daß dem Kopfraum zusätzlich Kaltluft zugeführt wird.

Die Erfindung schlägt ferner vor, zur Erzeugung der Mischluft nur einen Bruchteil des Kaltluftvolumens zu verwenden, das für den Lüftungsbetrieb notwendig ist. Die Erfindung schlägt daher weiter vor, daß der Raum, von dem aus Leitungen zu den Defroster-Düsen und zum Fußraum führen, unmittelbar mit dem Gebläse über eine Öffnung in Verbindung steht, die von einer Klappe während des gesamten Tempera­ turregelbereiches geschlossen und nur bei geschlossener Regelklappe für den Warmluftkanal geöffnet wird.

Der Kaltluftkanal, der zur Erzeugung der Mischluft dient, verläuft zweckmäßig seitlich außerhalb der Seitenwand des Wärmetauschers. Er kann jedoch auch in zwei getrennten Kanälen an den seitlichen Enden der beiden Stirnflächen des Wärmetauschers verlaufen. Neben dem Kalt­ luftkanal zur Erzeugung der Mischluft und der direkten Verbindung zwischen dem Gebläse und dem Raum, von dem aus Leitungen zu den Defroster-Düsen und zum Fußraum führen, kann ein weiterer Kalt­ luftkanal für die Belüftung durch Luftleitdüsen vorgesehen sein.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Heizeinrichtung, insbesondere im Hinblick auf ihren Raumbedarf und ihre Unterbringung ergibt sich dann, wenn der Wärmetauscher eine waagerechte oder schwach ge­ neigte Lage einnimmt und die Frischluft von oben her in diesen einströmt, während der Kaltluftkanal seitlich um den Wärmetauscher herum verläuft.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläu­ tert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Heiz- und Belüftungseinrich­ tung mit einer Klappenstellung zur Erzeugung von Mischluft,

Fig. 2 einen Schnitt wie in Fig. 1 mit anderer Ausbildung des Kaltluft-Bypasses,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig, 2 und

Fig. 4 einen weiteren Schnitt mit einer anderen Ausbildung der Regelklappe für den Warm- und Kaltluft-Bypass.

Von dem Gebläse 2 gelangt Frischluft in Richtung der weißen Pfei­ le in das Heizungsgehäuse 4. Durch eine Regelklappe 6 kann der Eintritt der Frischluft in den Warmluftkanal 8 und den Wärmetau­ scher 10 geregelt werden. Eine weitere Klappe 12, die mit der Re­ gelklappe 6 bewegungsabhängig gekoppelt sein kann, regelt den Ein­ tritt der Frischluft in den Kaltluftkanal 14. Hinter dem Wärmetau­ scher 10 befindet sich ein Raum 16, in den nicht nur die durch den Wärmetauscher 10 strömende Luft einmündet, sondern auch die Luft, die durch den Kaltluftkanal 14 strömt. Der Kaltluftkanal 14 mündet an der Stelle in den Raum 16 ein, die der Luftströmung im Raum 16 entgegengerichtet ist. Der Kaltluftkanal 14 verläuft also seitlich außerhalb der Seitenwand 18 des Wärmetauschers 10. Der Kaltluftkanal 14 mündet an der Seite in den Raum 16, die der durch den Pfeil 20 angezeigten Bewegungsrichtung der Luft entgegengesetzt liegt. ln dem Raum 16 sind Stege 22 vorgesehen, die zur Verwirbelung, d.h. zur Vermischung von Warm- und Kaltluft die­ nen.

Außerhalb des Raumes 16 unterhalb des Wärmetauschers 10 befindet sich seitlich und oberhalb des Wärmetauschers 10 ein Raum 24, von dem aus die Leitung 26 zu den Defroster-Düsen und eine Öffnung 28 für den Auslaß zum Fußraum abzweigt. Eine dargestellte Luftleitdüse 30 be­ findet sich zweckmäßig an jeder Seite des Armaturenbrettes und kann zur Entfrostung der Seitenscheiben dienen. Von diesem Raum 24 mündet ferner ein Auslaß 32 in eine Belüftungsdüse 34, die von einem Kalt­ luftkanal 36 beschickt wird.

Durch diese Anordnung wird erzielt, daß das Temperaturgefälle zwischen Kopfraum und Fußraum nicht zu groß wird. Sie geht vielmehr zunächst da­ von aus, gleiche Temeratur für Fuß- und Kopfraum zu erhalten. Zur Er­ füllung der Forderung eines kühleren Kopfraumes kann nun Kaltluft durch die Belüftungsdüsen dem Kopfraum zugeführt werden. Dies ist be­ herrschbar und bringt nicht die Gefahr, daß das Temperaturgefälle zwi­ schen Kopfraum und Fußraum zu groß wird. Außerdem kann durch Anordnung von Luftleitblechen in der Luftströmung und durch Ausbildung der Strö­ mungskanäle erreicht werden, daß auch bei dieser Ausbildung dem Fuß­ raum wärmere Luft als dem Kopfraum zugeführt wird.

Zur Erzeugung der Mischluft wird nur eine begrenzte Frischluftmenge herangezogen. Diese würde aber nicht ausreichen, um eine genügende Durchlüftung des Fahrzeuginnenraums bei hohen Außentemperaturen zu erhalten. Zu diesem Zwecke wird für die Belüftung vorgesehen, daß der Raum 24 un­ mittelbar mit dem Gebläse verbunden werden kann, und zwar dann, wenn die Regelklappe 6 für den Warmluftkanal geschlossen ist. Dann kann eine Kaltluftklappe 40 geöffnet werden, die die Mischluftkammer 16 in der geöffneten Lage 40 a abschließt. Die Öffnung der Kaltluft­ klappe 40 kann z. B. mittels einer Vakuumdose erfolgen. Die Kaltluft­ klappe 40 hält jedoch im gesamten Temperaturregelbereich die Verbin­ dung zwischen Gebläse 2 und dem Raum 24 geschlossen. Der Austritt der Luft aus den Düsen 34, 30 und der Auslaßöffnung 44 zum Fußraum kann durch Klappen 46, 48 und 50 geregelt werden.

Die Anordnung nach Fig. 2 entspricht im wesentlichen der nach Fig. 1. Lediglich der Kaltluftkanal 14- ist in zwei Teilkanäle 50 aufgeteilt, die seitlich an den Enden der beiden Stirnflächen 52 des Wärmetau­ schers 10 verlaufen. Die übrigen Teile in Fig. 2 entsprechen denen der Fig. 1 und sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.

In Fig. 4 ist im Prinzip die gleiche Anordnung wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Als Regelklappe für den Warmluftkanal 8 und den Kalt­ luftkanal 14 dient eine einzige Klappe 54, die - wie dargestellt - so ausgebildet ist, daß sie voreilend den Kaltluftkanal abschließt, d. h. den Querschnitt schon verengt, bevor noch der Warmluftkanal 8 ganz geöffnet ist. Ansonsten wirkt die Anordnung so, wie dies zur Fig. 1 beschrieben wurde.

Claims (10)

1. Heiz- und Belüftungseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem Gebläse, einem über einen Wärmetauscher führenden Warmluftkanal, einen dem Wärmetauscher umgehenden Kaltluftkanal, der mit dem Warmluftkanal hinter dem Wärmetauscher zusammenmündet, und einem Raum unmittelbar hinter dem Wärmetauscher und einem außerhalb des­ selben befindlichen Raum, von dem aus Leitungen zu den Defroster- Düsen, zum Fußraum und ggf. zu Belüftungsdüsen führen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltluftkanal (14) auf der Seite des Wärmetauschers (10) in den Raum (16) hinter diesem einmündet, die der Luftströmung hinter dem Wärmetauscher (10) entgegengerichtet ist.

2. Einrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Mischluft nur ein Bruchteil des für den Lüftungsbetrieb notwendigen Frischluftvolumens verwendet wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (24), von dem aus Leitungen (26, 44) zu den Defroster-Düsen und zum Fußraum führen, unmittel­ bar mit dem Gebläse (2) über eine Öffnung in Verbindung steht, die von einer Klappe (40) während des gesamten Temperaturregelberei­ ches geschlossen und nur bei geschlossener Regelklappe (6) für den Warmluftkanal (8) geöffnet wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltluftkanal (14) seitlich außerhalb der Seitenwand (18) des Wärmetauschers (10) verläuft.

5. Einrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltluftkanal (14′) in zwei getrennten Kanälen (50) an den seitlichen Enden der beiden Stirnflächen (52) des Wärmetauschers (10) verläuft.

6. Einrichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Kaltluftkanal (36) für die Belüftung durch Luft­ leitdüsen (34) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum (16) hinter dem Wärmetauscher (10) Stege (22) oder dgln. zur Vermischung der Luftströme angeordnet sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltluftkanal (14) in ansich bekannter Weise mit einer Klap­ pe (12) versehen ist, die von der Regelklappe (6) für den Warmluft­ kanal (8) bewegungsabhängig gesteuert wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß für den Kaltluftkanal (14) und für den Warmluftkanal (8) eine einzige Regelklappe (54) vorgesehen ist.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (10) eine waagerechte oder schwach geneigte Lage einnimmt und die Frischluft von oben her in diesen einströmt, während der Kaltluftkanal (14) seitlich um den Wärmetauscher (10) herum verläuft.